X65钢管内表面等离子弧粉末堆焊工艺

为了提高X65钢管内涂层的耐磨耐蚀性 ,采用等离子弧粉末堆焊技术 ,以正交试验确定了堆焊的最佳工艺参数。通过硬度试验、抗裂性试验和金相试验分析了堆焊层的组织和性能。试验结果表明 。

耐磨损耐腐蚀粉末等离子弧堆焊技术的研究进展

粉末等离子弧堆焊技术作为表面强化技术手段之一 ,可显著提高零部件表面耐磨损耐腐蚀性能。在介绍等离子弧粉末堆焊技术的原理及特点基础上 ,从等离子弧堆焊设备、堆焊用粉末及工艺三个方面阐述了国内外该技术的研究现状 。

等离子粉末堆焊工艺研究现状与进展

等离子粉末堆焊是近年来在制造业中被广泛应用的一种快速涂层及修护制备技术,具有速度快、焊接质量好、堆焊层材料种类广、工艺变异性对性能影响小等优点,在工程机械、矿山开采、石油钻探、煤矿开采等耐磨抗腐蚀领域有着重要应用。本文系统综述了等离子粉末堆焊的原理、发展以及合金粉末、堆焊工艺对堆焊层组织性能影响的研究现状,指出了我国等离子堆焊技术目前存在堆焊粉末成分体系较少、相关工艺基础理论研究薄弱以及检测评价手段单一等问题和不足,提出了从体系和技术上创新材料设计思路、通过正交试验探究最佳工艺、开发新型堆焊工艺以及完善检测手段并形成系统堆焊评价体系的建议。

等离子弧堆焊复合粉末成分优化设计

为研制新型高温耐磨镍基堆焊合金粉末,采用等离子弧堆焊技术,在Q235钢表面制备了不同配比的镍基复合粉末堆焊层。以堆焊层表面硬度值为正交试验指标,利用正交设计及正交多项式回归分析对复合粉末进行优化设计。利用MM-200型环-块磨损试验机对不同成分的堆焊层进行磨损试验。结果表明,当镍基基础粉末中添加的强化元素配比为10%Cr,4%Mn,7%W时,该复合粉末堆焊的试件耐磨性能较采用基础粉末的堆焊层提高约10倍。实践表明,本研究优化了设计,提高了复合粉末堆焊层的性能。

铁基高温耐磨等离子弧堆焊合金粉末的优化设计

研究出一种高温性能好且廉价的合金粉末，在选择合金成分的过程中采用一次回归正交设计的方法，建立堆焊层高温硬度和高温磨损失重与合金成分之间的数学模型，并对该数学模型采用复形调优法进行优化计算，得到了最佳合金配方，经试验验证是一种高温性能良好的材料。所建立的数学模型对开发新的堆焊材料具有指导意义。

基于PLC与触摸屏的阀门密封面等离子弧粉末堆焊控制系统设计

介绍阀门密封面等离子弧粉末自动堆焊控制系统的组成及控制过程。该控制系统基于三菱的FX3U系列可编程控制器(PLC)和光洋的触摸屏设计而成。采用三菱的J2S系列伺服放大器和伺服电机组成绝对位置系统,用以控制焊炬摆动和焊炬沿转台的径向移动。转台则由变频器控制。通过触摸屏输入相关参数,控制系统即可对堆焊道数和摆动宽度进行优化以满足堆焊尺寸要求,并自动移动焊炬到起始位置,完成堆焊从开始到结束的全过程。该控制系统操作简单,控制精度高,可靠性高。

等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒的输运行为

利用电弧物理和流体力学理论分析了等离子弧粉末堆焊过程中粉末材料在转移型等离子弧中的输运行为及其主要影响因素，并以铁基合金粉末和碳化硼粉末为例，具体计算了不同特征的粉末在不同堆焊参数下的弧柱中的输运速度分布及沿弧柱横截面上的粉通量分布。计算结果表明，堆焊粉末颗粒在等离子弧空间的流动速度要比等离子流速低得多；对于同一种粉末材料来说，粒径越小，其在等离子弧柱中越容易被加速，在弧柱中的平均流速也越大；粉末的质量密度对其流速的影响与粒径颇为相似，密度越小，粉末在弧柱中的加速度和平均速度就越大。理论计算结果还表明，在电流大于 １５０ Ａ的转移型等离子弧柱中，粉末颗粒的轴向输运速度在弧横截面上呈“山峦形分布”，电流越大，中心山谷就越深越大。

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为 Ⅱ粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊时Fe基粉末颗粒和B4 C颗粒在等离子弧柱中的热行为进行了计算分析 ,结果发现堆焊时等离子弧电流对粉末颗粒在弧柱中被加热程度的影响要远大于对其输运速度的影响 ;对于Fe基粉末颗粒来说 ,当I =2 0 0A时 ,流经弧柱中心区内的粒径≤ 5 0 μm的颗粒将在弧柱中被完全气化 ;对于粒径为5 0～ 15 0 μm的Fe基颗粒 ,在弧柱中将被加热到完全熔化 ,而粒径 >2 0 0 μm时 ,颗粒尚不能熔化。在I=10 0A的小电流情况下 ,只有粒径 <5 0 μm的Fe基颗粒在弧柱中能被完全熔化 ;而直径大于该值的颗粒则不能被完全熔化 ;只有在弧中心处 ,少量颗粒可能被加热到熔化温度。而对B4 C颗粒来说 ,其热行为与Fe基粉末颗粒则有较大差别 ,从平均水平看 ,在等离子弧柱中心区域 ,即使在 2 0 0A的等离子弧中 ,也只有粒径≤ 5 0 μm的颗粒才能在弧柱中完全被熔化 ,其它稍大粒径的颗粒在弧柱中的温升都达不到熔化温度 ,只能被预热。

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为 Ⅰ 粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒与转移型等离子弧之间的传热过程进行了分析计算 ,发现等离子弧粉末堆焊时 ,当堆焊粉末颗粒被送入等离子弧后粉末颗粒受等离子弧加热的速度主要取决于等离子弧的温度、热传导势及粉末颗粒的密度、尺寸和热物理性能等。对于 10 0～ 2 0 0A的氩等离子弧 ,无论是熔点较低的铁基粉末颗粒还是熔点较高的碳化硼颗粒 ,被加热到熔化温度所需要的时间都在毫秒级水平 (几毫秒至几十毫秒 )。只是铁基粉末颗粒在等离子弧中的升温速度要比碳化硼颗粒快约

等离子弧粉末堆焊工艺参数对T800堆焊层组织及硬度的影响

T800钴基合金具有优异的高温耐磨耐蚀性能,在高温阀门密封面等工况严苛的工作场合具有广阔的应用前景。本文研究了等离子弧粉末堆焊转移弧电流对T800合金堆焊层组织以及硬度的影响。试验采用170,180,190,200 A这4种电流在310S不锈钢板上堆焊T800合金,并采用X射线衍射、扫描电镜(SEM)、金相显微镜对4种不同的T800合金堆焊层进行组成相以及组织形态的研究,采用洛氏硬度计、显微硬度计对堆焊层硬度进行测量。结果表明:堆焊层由αCo(fcc)和Laves(Co_3Mo_2Si)相组成;电流的增大不仅会减少合金层中的Laves相的含量,还会改变Laves相在组织中存在的状态;堆焊层硬度随电流的增大而减小。

镍基合金粉末等离子弧堆焊层的性能研究

采用等离子弧堆焊技术,在Q235钢表面堆焊镍基合金粉末,通过工艺试验、硬度试验、磨损试验和显微组织观察分析,研究了等离子弧堆焊层的常规性能。试验结果表明:镍基合金粉末堆焊层硬度和耐磨性较基体有显著提高。

Co-Cr-W系粉末等离子弧堆焊显微结构研究

对Co-Cr-W系多元合金粉末等离子弧堆焊层的金相组织、X射线衍射、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的研究结果表明,合金层基体为具有(200)晶面择优取向的Co基固溶体,Co基固溶体中存在许多堆积层错;与固溶体组成共晶体的硼碳化物主要为具有六方点阵并含有层片状孪晶的(Cr,Fe)7(C,B)3。

基于超声法的等离子弧粉末堆焊层厚度测量

堆焊层厚度的精确测量对于堆焊材料的合理利用有重要意义。本文基于超声测厚原理,在超声波探伤仪和直探头校准的基础上,提出了等离子弧粉末堆焊层厚度测量的数学模型,实现了堆焊层厚度的精确测量。堆焊层厚度的测量分为三个步骤:首先测出母材的厚度;其次测出母材上方堆焊层的厚度;最后从堆焊层的金相照片中测出母材中熔焊层的厚度,从而根据提出的数学模型得到堆焊层的厚度。与游标卡尺测厚相比,该方法简便可行,检测速度快,可大大减轻检测人员的劳动强度。另外,难以采用游标卡尺测量的部位,也可采用本文提出的方法进行测量。

阀门密封面用等离子弧堆焊铁基合金粉末

简述了JB/T 7744 95标准中铁基合金粉末的研制过程 ,论述了粉末合金的分类及主要性能 。

等离子弧粉末堆焊熔覆材料的研究现状与进展

自工业化应用以来,等离子弧粉末堆焊技术便受到机械工程领域工作者的广泛关注,并在机械零部件修复与再制造、零部件表面强化等方面取得了令人鼓舞的效果。随着现代科学技术的发展,等离子弧粉末堆焊设备被不断优化与改进,其自动化和数控系统水平不断提高,工业应用也更加便捷和高效,但当前等离子熔覆材料还是以自熔性合金粉末为主,高性能的新型熔覆材料研究报道相对较少。如何挖掘等离子弧粉末堆焊新型设备的技术优点,开发出满足当前对高强度、高真空、高温、耐磨、耐蚀等特殊性能需要的熔覆材料,是堆焊熔覆材料工作者所面临的重大挑战。近10年来,国内外的研究重点主要集中在自熔性合金粉末及其增强粉末的复合化设计,尽管已取得一些成果,但并未拓宽新的熔覆材料研究领域。最近几年,部分研究者开始将金属陶瓷基、纳米颗粒、自润滑、高熵合金等新型粉末作为熔覆材料,应用于等离子弧粉末堆焊的表面强化或修复中,但复合粉末选择原则、成分优化以及制备工艺等还有待进一步研究。除此之外,等离子粉末堆焊熔覆材料的研究尚缺乏一套系统的科学基础理论。目前,国内外等离子熔覆材料体系主要有:(1)合金化自熔性复合材料,利用一些功能性元素的固溶强化、析出强化、弥散强化和细晶强化等作用,改善熔覆层的组织和性能;(2)增强化自熔性复合材料,利用金属陶瓷基颗粒增强效应,提高熔覆层的性能;(3)稀土掺杂自熔性复合材料,发挥稀土特有的化学活性,净化熔覆层组织;(4)金属基自润滑复合材料,以金属或合金作为基相,固体润滑剂作为分散相,形成金属基自润滑堆焊熔覆材料;(5)高熵合金复合材料,将五种或五种以上的金属粉末混合组成复合粉末,形成高熵合金堆焊熔覆材料体系。除此之外,还有铜基、钛基、铝基、锆基和纳米等堆焊熔覆材料,借助这些材料的某些特性,使堆焊层实现耐磨、耐腐蚀、减摩、抗高温、抗热氧化和生物相容性等功能。本文介绍了等离子弧堆焊熔覆粉末材料设计应遵循的一般原则和成分优化的基本方法,归纳了堆焊熔覆层材料现有体系及其研究现状,分析了等离子弧堆焊熔覆材料存在的问题并展望了其发展趋势。

Stellite6合金粉末等离子弧堆焊性能评定

对市售4种品牌的stellite6合金进行等离子弧堆焊性能评定,对合金粉末的物理性能,堆焊工艺参数的设定,堆焊层的堆焊性能进行综合分析对比,选择性能最优的堆焊层,确定合理的粉末品牌,并应用于生产。

钴基碳化钨增强等离子弧堆焊覆层的制备及其磨损行为

采用粉末等离子弧堆焊的方法,对热锻模钢H13钢基体表面进行不同含量的钴基合金粉末+碳化钨粉末的堆焊。利用金相显微镜和扫描电镜观察堆焊层的组织和形貌,并通过EDS分析堆焊层的化学成分;对其不同碳化钨含量的钴基堆焊层进行显微硬度与磨损性能的测试,探究碳化钨含量对堆焊层性能的影响。结果表明:碳化钨增强钴基堆焊层与基体冶金结合良好,堆焊层较H13钢基体的硬度有较大提高;当碳化钨含量为30%时,其耐磨性较基体提高了10倍。

阀门密封面的钴基合金粉末等离子弧焊工艺

介绍了阀门密封面常用材料堆焊钴基合金粉末的化学成分、牌号类别和熔敷金属层常有的缺陷。通过理论分析、工艺参数制订和试验数据分析对等离子弧堆焊(PTA)工艺进行了研究,总结了三偏心蝶阀密封面堆焊钴基合金粉末等离子弧堆焊的质量控制措施。

F91大口径锻造闸阀密封面等离子弧堆焊技术

文中以湖北三宁60万t/年乙二醇项目锅炉配套DN700闸阀其阀座和阀瓣为例,介绍F91材质采用等离子弧堆焊钴铬钨合金粉末的焊接技术的研究,使用结果表明,该焊接工艺参数合理,控制方法切实可行。

阀门密封面粉末等离子堆焊钴基合金技术研究

阀门密封面采用粉末等离子堆焊工艺(等离子喷焊工艺、PTA焊)自动堆焊钴基合金,较手工堆焊有突出的优越性。阐述了堆焊使用的全数字化控制的新型设备的机型结构及配置,可供选择的钴基合金粉末成分及特性,堆焊工艺稳定性的因素,工艺参数的设定及质量控制要点等。针对阀门密封面堆焊钴基合金的应用,介绍所使用的设备、材料和采用的工艺。